Joint relay station deployment and frequency reuse scheme for two-hop cellular networks

To fully exploit the performance benefits of relay station （RS）, in the two-hop cellular networks covering hotspots, when the number of RSs is predetermined, both RS deployment and frequency reuse scheme are jointly optimized for the purpose of maximizing the system capacity based on the constraints of system demand of capacity and the maximum number of outage demand nodes （MNDN）. Further, considering the overhead of increasing RSs, it is desired to use minimum number of RSs. The joint RS deployment and frequency reuse scheme （JRDFR） problem is formulated into a mixed integer nonlinear programming, which is non-deterministic polynomial-time hard in general. A heuristic approach based on genetic algorithm is proposed to tackle the JRDFR problem. The computational experiment of the heuristic approach is achieved and optimized RS deployment and frequency reuse scheme is obtained. Finally, we discuss the impacts of MNDN and the number of RSs on the system performance.

基于5G聚合回传小基站的应急通信研究

在一些特殊场景或应急抢险场合,基站部署要求具有良好的移动性。提出基于5G聚合回传小基站的应急通信方案,深入分析系统新增网元的工作机理和信令交互协议。该方案基于5G一体化小基站,实现无线覆盖和信道扩容;内置高功率锂电池组支撑整机长时间工作;通过宏站小区信道聚合技术,支持弱覆盖区域大带宽数据回传;采用网络切片技术,实现低成本的虚拟化应急专网平台;具有方便携带、灵活组网、快速开通的优势,非常适于抢险救灾、防疫检测等特殊场景的应急通信保障。

基于开放海缆通信系统的海缆登陆站优化研究

国际互联网带宽的快速增长推动了海底光缆及海缆登陆站的加速建设需求。分析了我国内地海缆登陆站的当前布局及其在未来需求的不足,并结合开放海缆通信系统的发展趋势,研究了将海缆传输终端设备从传统的海缆登陆站转移到核心机房的技术和经济可行性。最后,在此基础上提出了海缆登陆站优化部署的建议。

2022-06-01芦山M_(S)6.1地震流动地震台网部署及余震序列监测

从台站选址、地震仪器设备选择及安装三方面介绍2022-06-01芦山M_(S)6.1地震临时地震台网的部署过程,初步分析流动台网背景噪声特征和余震序列。结果表明,台站部署完成后提高了震区现有台站密度,与固定台站联合组网,提高了地震定位的台站方位角覆盖和科学研究的空间分辨率。受人为噪声的影响,通常流动台站的噪声水平高于固定台站,平均噪声水平高于NHNM和NLNM均值,部分台站接近或高于NHNM值,高频噪声呈现与附近人为活动相关的日变化特征。受此影响,地震台网白天时段记录的地震数目明显少于夜晚时段,且小震事件数量明显减少;余震序列的双差定位结果显示,余震主要分布在小关子断裂北部,呈NE向分布,NE向约10 km,NW向约6 km;采用最大曲率法计算得到余震序列的最小完整性震级M_(C)=1.2,其中夜晚时段M_(C)=1.1,白天时段M_(C)升高至1.4,说明震区白天时段地震监测能力减弱。中强震后的余震序列随时间快速衰减,震后5 d内的余震数量约占整体余震的80%,特别是震后2 d内的余震最为发育。为更好地认识地震发展过程,必须保障流动地震台站快速有效地部署,以发挥监测台站的效能。

北斗三号带状CORS系统基准站布设距离研究

针对传统的CORS系统在高速公路等带状区域场景下存在的定位性能不足问题,尝试通过构建单站RTK和多站VRS结合的带状CORS系统从而提升定位性能,并实地采集多组不同基线长度的北斗三频观测数据,测试在满足平面2 cm、高程3 cm的最大定位误差前提下,该种CORS服务模式下基站的合理布设距离。实验结果表明,在开阔、轻微遮挡和中度遮挡环境下,满足该定位精度的基线长度分别可以达到30 km、19.7 km、15 km,而对于更长的基线,其定位精度及模糊度固定成功率均明显下降,不能保证定位的可靠性。

无线电地图辅助的多无人机部署与用户关联离线规划方法

构建基于无人机基站(Unmanned Aerial Vehicle Base Station, UBS)的空地网络是解决移动通信网络覆盖等问题的重要途径。区别于地面移动通信网络,空地网络需要对UBS位置和用户关联进行联合优化。针对上述问题,首先通过构建二进制无线电地图(Binary Radio Map, BRM)使得UBS能够有效获取整个任务区域中用户位置关联的信道知识,在此基础上提出基于BRM的离线多UBS部署与用户关联联合规划方法。该方法以最大化网络效用函数为目标,通过互嵌套的启发式UBS部署位置搜索和基于匹配博弈的UBS-用户匹配实现UBS位置和用户关联的离线优化。在复杂城市环境下,相比于参考方案,所提方法可使得用户和速率性能提升10%~40%。

地空协同场景下加权模糊聚类用户簇划分方法

为了解决应急通信场景下使用无人机作为空中基站进行辅助通信时涉及的无人机基站部署策略中的用户簇划分问题,在兼顾无人机基站性能和用户体验的条件下,提出一种基于特征加权的模糊聚类(Improved FCM)算法。首先,根据每个无人机基站的信号覆盖范围和最大服务用户数量的性能约束,针对随机分布条件下的用户簇在划分过程中算法计算量大不易收敛的问题,提出一种基于距离加权的特征加权节点数据投影算法;其次,针对同一用户处于多个簇有效范围内时用户划分的有效性和无人机基站资源的最大化利用问题,提出一种基于用户位置和无人机基站负载均衡的价值加权算法。实验结果表明,所提方法充分满足无人机基站的服务性能约束,且与几何分形法(GFA)、谱聚类(Sp-C)等算法相比,特征加权模糊聚类算法获得的平均负载率和覆盖比是最优的,分别达到了0.774和0.0263,因此,该算法可为应急通信场景下的用户簇划分问题提供一种可行的解决方案。

基于遗传算法的导航源部署算法

区域导航系统是重要的卫导备份和增强手段,由于导航源与用户距离较近,导航源的几何分布对区域导航系统性能影响显著。为了提高区域导航的定位精度,基于遗传算法研究导航源的部署方案。首先对导航源部署位置进行编码,设计能体现几何因子优劣的适应度函数,选择合适的选择算子、交叉算子和变异算子。然后遗传进化得到导航源部署位置。仿真结果表明,提出的方法在服务区域、部署区域和导航源数量变化的情况下,可以快速得到满足要求的导航源部署位置,能够解决实际场景中导航源部署位置的问题。

基于云+本地多端部署的光伏监测与预测系统设计

为满足集中式和分布式光伏电站的集中管理需求,从系统整体架构、硬件结构、软件功能3方面进行考虑,设计了一种基于云+本地多端部署的光伏监测与预测系统。系统试运行结果表明,系统设计上具备对各类光伏电站的数据统一汇聚和集中管理功能,解决了以往分布式光伏和集中式光伏电站在系统功能和数据上相互独立的问题。测试结果显示,HTTP接口平均响应时间均<500 ms,数据库平均响应时间<200 ms,本地端服务器硬件的整体CPU负荷率,在24 h测试时段内,峰值负荷率<18%,系统具有较好的并发处理能力和抗压能力。项目自上线试运行以来,取得了良好效果,对公司的光伏电站管理具有重要意义。

连锁运营模式下的社区养老服务设施现状及其合理配置研究——以首都核心区代表性连锁运营驿站组团为例

2021年底,我国已正式步入中度老龄社会阶段。社区养老服务设施作为居家养老、社区养老服务的依托,其合理配置是满足老年人服务需求的基本保障。以老龄化率居前列的首都核心区连锁运营模式下的代表性社区养老服务驿站组团为研究对象,对驿站布局与规模类型,服务项目、服务量与服务提供形式,人员安排与统筹调配情况,不同规模驿站的空间利用实态等进行调研;对服务量的影响因素、空间利用现状与问题等进行分析归纳,进而对连锁运营模式下社区养老服务驿站的规划布局、不同规模驿站功能与空间的合理配置提出建议,以期为优化社区养老服务设施提供参考。

面向最大化服务用户数的无人机基站3D部署方法

面向无人机基站为地面用户提供通信覆盖的场景,综合考虑用户服务质量、无人机之间的连通和服务公平性,以最大化服务用户数为目标,对无人机的三维坐标和覆盖半径进行优化。由于该问题是非确定性多项式难题,设计了一种将遗传算法和粒子群算法相结合的启发式算法和高度微调法部署无人机。分别在用户随机分布和分簇分布模式下进行仿真,结果验证了所提算法的有效性。

空天地一体化融合组网的挑战与关键技术

面向全域一致通信体验的需求,协同天基、空基、地基网络,能够消除通信盲区、加强广域互联的空天地一体化融合组网是未来通信重要的发展方向之一。然而,现阶段的空天地一体化融合组网只在一些特殊场景中取得了初步的应用,距离消除通信盲区、广域万物智联的愿景仍然存在诸多挑战。首先,文中概述了未来的空天地一体化融合组网架构;然后,分别从硬件、协议、节点部署和服务保障的角度分析了融合组网过程中面临的四大挑战,包括基于专用硬件的网元节点带来的融合组网功能升级困难、现有卫星通信协议标准性能低、三维广域空间带来的活动基站选址困难以及多样化业务难以进行差异化保障等问题。针对上述挑战,分别介绍了面向卫星的轻量级虚拟化技术、基于5G技术的卫星通信系统、水平与垂直面解耦的的活动基站选址和端到端的空天地一体化网络切片4个解决方案,为空天地一体化融合组网的发展提供参考。

基于甲虫搜索的改进粒子群无人机辅助网络部署优化算法

在体育赛场等用户大规模聚集或者突发灾难的情况下,地面基站经常面临过载甚至瘫痪的问题。此时,多无人机(UAV)辅助网络系统可以很好地为地面基站提供信号补偿,有效地增强局部地区的通信质量。然而,无人机的机动性和网络流动引起的拓扑结构变化,会导致频繁的间歇性连接甚至出现传输故障。因此,UAV基站的有效部署以及网络性能的优化成为亟待解决的问题。该文提出一种基于甲虫搜索的改进粒子群UAV辅助网络部署优化算法—智能高效算法(IEA),利用甲虫搜索算法(BAS)的个体寻优优势,对粒子群算法(PSO)进行改进,并首次采用双门限约束保证用户通信质量,使得多UAV系统下的网络性能得到了改善。仿真结果表明,相对于传统算法,该文提出的IEA算法在系统吞吐量、用户平均吞吐量以及频谱效率等方面都获得了较大提升。

全生命周期成本分析框架下的电动公交充电器部署和车队管理

尽管城市交通电气化快速发展,但电动公交车(EB)车队的系统规划和管理进展却很落后。本研究首先综述了影响新生EB系统的基本问题,包括充电站部署、电池尺寸、公交车调度和生命周期分析。目前,EB系统的规划和运行是按顺序进行的,公交车调度是在公交车队和基础设施部署完毕后进行的,这导致了资源利用率低和资源浪费。对此,本文提出了混合整数规划模型,以尽可能低的生命周期成本(LCC)整合充电站部署和公交车队管理,包括所有权、运营、维护和排放费用,从而缩小了最佳规划和运营之间的差距。进一步引入了分支定价算法,以减少寻找最佳解决方案所需的计算工作量。本研究还通过分析真实案例,与目前的公交运营策略和充电站布局相比,一条公交线路的LCC可显著降低30.4%。提出的研究不仅可以进行生命周期分析,还可以为交通当局和运营商提供可靠的充电站部署及单线和多线服务的公交时刻表,这两者都是未来具有高电气化普及率的交通系统中决策支持的关键要求,本研究也有助于推动可持续交通的发展。

露天矿山无人驾驶网络通信技术探究

基于露天矿山无人驾驶网络需求,通过技术分析和实际应用效果测试,研究了多种通信覆盖模式和数据分流方式,提出了以5G低频覆盖,基站快速部署和移设、云控平台本地部署和基于DNN方案UPF分流的技术路线。结果表明:技术路线在项目应用中可达到良好的应用效果。

移动站协同测控任务的遗传算法规划方法

针对在轨卫星数量不断扩大,空间任务也日趋复杂化,仅依靠地基固定站测控难以满足实际需求的问题,本文研究了基于移动站的协同测控任务规划问题。基于卫星在轨运动的规范化描述,建立了多星多平台测控资源的调度模型,并将复杂空间任务规划问题转化为时间窗口编排问题。基于这一模型提出了一种遗传算法求解策略,该算法设计了一种新型的编码技术,并通过全局型搜索寻求高效、快速、可靠的近似最优解。利用仿真算例验证了该算法的有效性和快速性。

面向自适应调零GPS的多站干扰部署策略研究

针对多个干扰源对抗GPS天线自适应调零的部署运用问题,分析了基于最小均方误差LMS的功率倒置算法实现自适应调零的基本原理和抗干扰特性;针对自相关矩阵特征值分散时收敛性差和抗干扰源数量有限的特点,提出了双站强弱协同和多站联合压制的干扰方法.仿真结果表明,双站强弱协同干扰方法在双站基线附近区域具有较好的干扰效能,部署运用时应尽可能提高强弱干扰源功率差异和弱干扰源功率;多站联合压制干扰方法可以有效增大干扰有效区面积但具有明显的离散性,部署运用时应尽可能增加干扰源数量和提升干扰功率.

微型消防站建设现状及建议——以上海市黄浦区为例

建立微型消防站是解决中心城区消防安全隐患的基础工作,是社会消防安全防范的底线框架,是对城市消防力量的有效补充,有利于解决中心城区消防安全实际问题。针对上海市黄浦区区域面积小、人口密度大、火灾负荷等级较高的特点,分析本区微型消防站建设现状和目前建设过程中存在的问题,结合区域特点和现存盲点、空白点,提出几方面的措施建议,希望对相关工作有所启发。

空间测量定位网络的典型布局

空间测量定位系统在多站协同作用下实现测量,测站布局对系统测量精度、测量范围及使用成本影响很大。本文从wMPS网络布局和定位误差的关系入手,重点研究了测站分布几何对定位误差的影响。首先,建立了系统的定位误差模型,分析了测站单向通讯几何约束以及测站数目对改善测量精度的影响;然后,设计了两到四测站的多种典型布局形式,分析了典型布局的误差分布特性;最后,利用实验室样机对典型布局的误差特性进行了验证。实验结果表明,O_4型布局整体测量精度最高,L_3型布局对I_2型布局测量精度的增强幅度约为40%,O_4型布局对L_3型布局测量精度的提高幅度大部分处于20%以内。本文的研究为全局测量网络优化提供了有效的理论支撑。

空间站大型伸展机构动力学研究中的若干问题

由于空间站大型伸展机构运动中的时变性，其拓扑构形和系统的自由度都是变化着的，因而问题较定常构形动力学问题复杂得多。文章对航天伸展机构进行分类，并研究所组成的各类运行副，约束特点和约束方程及轨道、姿态、伸展运动的几何和运动描述；考虑柔性结构效应及热变形的动力学分析模型；还对连接间隙、摩擦、限位内碰撞、预应力、重力场及空气阻力的干扰进行分析；最后讨论了试验研究结论。